一种大功率压电陶瓷变压器材料研究

采用传统陶瓷工艺制备了Pb(Ni1/2W1/2)O3-Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-Pb(Ti1/2Zr1/2)O3(PNW-PMS-PZT)四元系压电陶瓷。分析了粉体和陶瓷的相结构组成,结果表明烧结温度的提高和PZT含量的增加有助于钙钛矿相的生成,同时发现PZT的含量在0.91～0.93附近有准同型相界存在。研究了室温下烧结温度和PMS含量对相对介电常数εr,机电耦合系数kp,机械品质因数Qm和压电常数d33的影响,实验表明在室温下随着PMS含量的增加εr、kp、d33逐渐减小,Qm增加;随着烧结温度的提高,kp、d33增大。制得了室温下εr为1959,d33为390pC/N,kp为0.614,Qm为1349的大功率压电陶瓷变压器压电材料。     

PNW对PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了PNW-PMS-PZT四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明所有陶瓷样品的相结构为纯钙钛矿相结构;随着PNW含量的增加,陶瓷晶粒逐渐长大;研究了室温下PNW含量对介电性能和压电性能的影响,实验表明,随着PNW含量的增加,介电常数rε、机电耦合系数kp和压电常数d33先增加,PNW含量为0.02 mol时分别达到最大值,然后降低;随着PNW含量的增加,介电损耗tanδ一直增加,机械品质因数Qm和居里温度TC始终降低。PNW含量为0.02 mol的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其性能为:rε=2 138,tanδ=0.005 8,kp=0.61,Qm=1 275,d33=380 pC/N和TC=205℃。     

低温烧结多层叠片式压电陶瓷变压器

介绍了普通压电陶瓷变压器的结构和工作原理，分析了低温烧结PZT压电陶瓷材料的配制及其主要性能，以及如何利用其来实现低温烧结型多层叠片压电陶瓷变压器，最后对低温烧结型多层叠片压电陶瓷变压器的主要应用、空载和负载特性进行了讨论。     

PMS/PZN相对量对PZNT压电陶瓷的影响

采用二次合成法合成了不同PMS/PZN比例的PMS-PZN-PZT系压电陶瓷,并研究了不同的PMS/PZN比例对所研究体系压电陶瓷显微结构和性能的影响。当PMS/PZN等于0.285时,性能最优:机电耦合系数、压电常数、机械品质因数、介电损耗及居里温度分别为0.594、290 pC/N、1 084、0.003 8、350℃,继续对其进行掺杂改性,有望用于制备大功率的压电变压器。     

PMN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

采用传统的氧化物混合烧结工艺制备了Pb(Mn1/3Nb2/3)x(Zn1/3Nb2/3)y(ZrzTi1z)1xyO3四元系压电陶瓷材料。研究了成分及预烧温度对该四元系材料组织结构与性能的影响规律。研究结果表明:随着Pb(Mn1/3Nb2/3)O3含量的增多,陶瓷的相结构由四方相转变为三方相,准同型相界位于0.025 PMN～0.075 PMN之间,且Pb(Mn1/3Nb2/3)O3增加至7.5 %(摩尔分数),可以同时提高机电耦合系数kp和机械品质因数Qm,使kp达到0.575,Qm达到1 621;提高预烧温度可以改善陶瓷的烧结特性,同时可以改善陶瓷的介电、压电性能。     

钛酸铋钠基无铅压电陶瓷烧结行为

利用固相合成法合成了纯钙钛矿结构的钛酸铋钠基压电陶瓷,研究了不同烧结温度下的钛酸铋钠基压电陶瓷的烧结行为,并对烧结过程中陶瓷表面出现第二相的机制进行了模型分析。最后研究了钛酸铋钠基陶瓷系列的电学性能。结果表明,第二相TiO2仅出现在陶瓷的表面,是由于在烧结过程中,钠、钾的脱溶造成晶界处出现第二相。介电常数和压电常数对烧结温度比较敏感。     

一种低温共烧多层压电陶瓷变压器

基于片式压电陶瓷变压器的结构和原理提出了一种新型低温共烧多层压电陶瓷变压器,并分析了压电陶瓷材料的烧结特性。采用在生瓷带材料中掺入低熔点玻璃(B-Bi-Cd)低温烧结剂,烧结温度可降至910℃。该文将器件的驱动部分设计成多层结构,使变压器的升压比得到提升。结果表明,该器件的谐振频率值为53.8 kHz,升压比可达1 200。     

PMS-PZT压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PMS-PZT三元系压电陶瓷,分析了其粉体和陶瓷样品的相结构组成,测试结果表明在预烧粉体中随着PMS含量的增加,焦绿石相也增加,在所有陶瓷样品中均为100%的钙钛矿结构;研究了室温下PMS含量对相对介电常数er、介质损耗tgd、居里温度tC、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响,实验表明随着PMS含量的增加,材料逐渐变硬,er、tC、kp和d33逐渐减少,tgd和Qm逐渐增加。     

高频压电陶瓷谐振器的研制

介绍了试帛高频压电陶瓷谐振器的方法。通过采用能陷振动模式,优化预烧及烧结湿度和保温时间,并进行改性物质掺杂,制作出机械品质因数高、频率湿度特性良好的高频压电陶瓷谐振器。     

PMZN系压电陶瓷材料合成工艺研究

采用溶胶-凝胶工艺制备了钙钛矿结构的锆钛酸铅压电陶瓷材料(PZT)。然后用制得的PZT作为基料，合成PMZN压电陶瓷，探讨了PZT制备工艺对材料结构和性能的影响。结果表明：溶胶-凝胶法合成PZT粉制备的PMZN系压电陶瓷材料具有机电耦合系数高、介质损耗小、介电常数与机械品质因数适中等特点；溶胶-凝胶工艺降低了材料的烧结温度，改善了材料的介电与压电性能，提高了谐振频率。     

关于无铅压电陶瓷及其应用的几个问题

综合分析无铅压电陶瓷在压电陶瓷材料中的地位,指出要想让无铅压电陶瓷完全取代铅基压电陶瓷在现阶段是不可能的,但对大量的压电中端应用和低端应用,无铅压电陶瓷材料与器件大有用武之地;给出了目前无铅压电陶瓷研究的主要体系,包括BaTiO3基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷和铌酸盐系无铅压电陶瓷;分析了当前无铅压电陶瓷研究开发应注意的问题,并对今后研究开发的相关方向,如提高机电耦合系数(k)、压电常数(d)和机械品质因数(Qm)等,提出了一些建议。     

雷达CRT显示器中高压变压器的可靠性分析

介绍雷达CRT显示器压电陶瓷变压器高压电源的基本结构和工作原理;从压电陶瓷变压器基本特性入手,分析压电陶瓷变压器高压电源的环境适应性及电磁兼容性,表明它能满足雷达可靠性要求.     

压电陶瓷变压器的试制及其老化行为研究

选用不同掺锰量的0.2PZN-0.8PZT (w(MnO2)为0.2%, 0.5%, 0.8%,分别记作P1,P2,P3)压电陶瓷制作了压电变压器模拟试样,采用空气中高温下对三端电极同时进行加压极化的方法。性能测试表明,P2的压电性能最优,具有最小的机械损耗和介质损耗,适合在全波谐振频率驱动状态下工作。此外,还系统研究了P2试样压电参数的老化行为,研究结果表明:电容量C和压电常数d33的老化行为均服从对数定律。     

横横式压电变压器的理论建模

与传统的电磁变压器相比,压电变压器具有高升压、无电磁污染等特点。由于压电变压器的工作原理复杂,除了Rosen型压电变压器,对于其他压电变压器的理论研究较少。对一种驱动部分以及发电部分都是横场模式的横横式压电变压器进行了理论研究。从Mosen等效电路出发,利用泰勒展开,建立了能反映压电变压器实际工作情况的集总式等效电路图;并在此基础上,给出了一种只用机械品质因数Qm、电学品质因数Qe及机电耦合系数k三个量来表征变压器电学性能的方法。由于Qm、Qe、k的测量方法早已标准化,尺寸、负载对变压器的影响可归结为Qe对电学性能的函数,因此有望简化设计过程。     

压电陶瓷变压器在液晶显示器背光电源上的应用

采用微细粒径材料合成的ＰＺＴ陶瓷，使其机械强度有较大提高；在控制电路上，采用通过对输出电流的反馈，维持在定值条件下，对压电变压器的驱动频率进行有效控制的Ｖ－Ｆ变换法，使压电陶瓷变压器在液晶显示器背光电源上的应用取得成功。现开发出两种电源，转换效率达８０％，较之以往的线圈变压器电源，转换效率可提高１０％，厚度和体积相应减小，并增加了调光和输入电压稳压化等功能     

宽带变压器在压电陶瓷驱动电源中的应用

受高压功率器件的限制,目前市场上压电陶瓷高压驱动电源较少且价格贵。变压器能够实现电压和电流的变换,合理的设计可使其在较宽的频率范围内保持良好的频率响应特性。该文研究了一种基于音频变压器的压电陶瓷高压驱动电源的实现方式,并进行了相关实验,实现了一种空载时-3 dB带宽达4 Hz~380 kHz、输出电压峰 峰值达600 V的驱动电源,可在20 kHz的频率下满负荷驱动2.5 nF的容性负载。     

各向异性压电陶瓷材料

本工作制备了添有少量Pb(Zn_(1/3) Nb_(2/3))O_3,Bi(Zn_(1/2) Ti_(1/2))O_3和MnO_2的高电阻率,高密度的改性(PbCa)TiO_3压电陶瓷。这种陶瓷在150℃和施加40—50kV/cm电场条件下极化之后显示出大的各向异性压电特性。它具有高的厚度扩张模式机电藕合系数Kt,高的机械品质因素Qm低的介电常数,而平面耦合系数Kp值极小。于是,这种新的压电材料适于制作高频陶瓷滤波器超声换能器,金属探伤检测器,以及声表面波器件等。     

无铅压电陶瓷的器件应用分析

随着社会可持续发展战略的实施和人们环保意识的加强,无铅压电陶瓷及其器件应用已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一。该文通过对近期铋层状结构和Bi1/2Na1/2TiO3基无铅压电陶瓷,以及研发的无铅压电陶瓷的相关压电参数的分析,对照传统PZT基压电陶瓷的器件应用,分析了无铅压电陶瓷相关性能参数对器件应用的影响。